ระบบไทรเจมมินาลเป็นเส้นทางร่วมในการส่งผ่านกระแสประสาทที่เกี่ยวข้องกับพยาธิกำเนิดของภาวะปวดศีรษะ ระบบนี้มีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงสูง ทั้งต่อการกระตุ้นจากภายนอก และการเปลี่ยนแปลงในของระบบควบคุมความปวดในระบบประสาทส่วนกลาง การศึกษานี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการตอบสนองของระบบไทรเจมมินาลต่อการเปลี่ยนแปลงต่างๆ ได้แก่ การตอบสนองต่อเปปไทด์ที่ทำให้เกิดปวด ภาวะ cortical spreading depression การได้รับยาแก้ปวดต่อเนื่อง และการพร่องซีโรโตนินโดยจำลองการเกิดโรคปวดศีรษะไมเกรน ด้วยแบบจำลองในสัตว์ทดลอง อาทิ การกระตุ้นให้เกิดภาวะ cortical spreading depression โดยการวาง potassium chloride บนผิวสมองใหญ่ การกระตุ้นให้เกิดการอักเสบของเยื่อหุ้มสมอง ผลการศึกษาที่ สำคัญ ได้แก่ (1) การกระตุ้นด้วยเปปไทด์ calcitonin gene-related peptide ทำให้เซลล์ในปมประสาทไทรเจมมินาลสร้าง CGRP, transient receptor potential vanilloid-1 (TRPV1), phosphorylated protein kinase C (p-PKC) and cAMP response element binding (CREB) protein สูงขึ้น ร่วมกับการกระตุ้นการแสดงออกของ Fos protein ในกลุ่มเซลล์ trigeminal nucleus caudalis (TNC) ซึ่งบ่งถึงกากระตุ้นระบบไทรเจมมินาล; (2) สารนิวโรเปปไทด์ nociceptin/orphanin (N/OFQ) สามารถปรับการตอบสนองของ CSD โดยกระตุ้นให้สูงขึ้นในระยะต้น และลดลงในระยะท้าย; (3) การกระตุ้นระบบไรเจมมานาลอย่างต่อเนื่องจะทำให้สมองใหญ่มีความไวต่อการกระตุ้นมากขึ้น ทำให้การเกิด CSD มีความรุนแรงเพิ่มขึ้น; (4) ภาวะพร่องซีโรโตนินทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงหลายประการต่อระบบประสาทไทรเจมมินาล การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวประกอบด้วย การเพิ่มความไวของระบบความปวดไทรเจมมินาล การเพิ่มความไวของสมองใหญ่ การเพิ่มการสร้าง nitric oxide และ substance P; (5) การได้รัยยาแก้ปวดอย่างต่อเนื่องทำให้สมองใหญ่มีความไวสูงขึ้น มีการเพิ่มการแสดงออกของตัวรับ 5-HT2A serotonin receptor; (6) ปรากฏการณ์ CSD เหนี่ยวนำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในการทำงานของสัมผัสประสาทในสมองส่วน hippocampus โดยผ่านการปรับเปลี่ยนการทำงานของตัวรับ AMPA และ (6) ปรากฏการณ์ CSD กระตุ้นให้เซลล์ในปมประสาทไทรเจมมินาลเพิ่มการสร้างโปรตีน profiling-1 และ myelin protein zero รวมถึงสาร chemokines หลายชนิด อาทิ interleukin 1 family, member 6, interleukin 3 และ chemokine ligand 9 ผลการศึกษาทั้งหมดนี้แสดงให้เห็นว่าระบบไทรเจมมินาลมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลง ทั้งจากการกระตุ้นภายนอก (อาทิ การกระตุ้นให้เกิดความปวดเป็นเวลานาน การได้รับยาแก้ปวด) และการเปลี่ยนแปลงภายใน (อาทิ การพร่องสารสื่อประสาทซีโรโตนิน) การเปลี่ยนแปลงดังกล่าว ได้แก่ การเปลี่ยนแปลงในการแสดงออกของโปรตีน การเกิดภาวะ phosphorylation การเปลี่ยนแปลงในสัมผัสประสาท ซึ่งการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เกิดขึ้นในตำแหน่งต่างๆ ของระบบ ตั้งแต่ส่วนสมองใหญ่ แกนสมองจนถึงปมประสาทไทรเจมมินาล การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้อาจอธิบายพยาธิกำเนิดของกลุ่มโรคปวดศีรษะ อาทิ medication overuse headache, chronic migraine เป็นต้น ความรู้ความเข้าใจในการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เป็นรากฐานสำคัญในการพัฒนาวิธีการรักษาภาวะปวดศีรษะ Trigeminal system is a final common pathway which conveys neural information related to the generation of headache. This system is highly adaptive. Its function can be altered in response to changes either from external nociceptive stimulation or alteration in the central control system. The objective of the present study was to investigate the plasticity of trigeminal nociceptive system in response to various conditions including exposure to algogenic peptide, cortical spreading depression (CSD), chronic medication and depletion of serotonin. Several animal models were employed to mimic primary headache especially migraine. These models included generation of CSD by cortical application with potassium chloride, chemical meningitis using application of inflammatory soup upon the meninges, etc. The pertinent results are (1) exposure to calcitonin gene-related peptide (CGRP) leads to an increase in expression of CGRP, on transient receptor potential vanilloid-1 (TRPV1), phosphorylated protein kinase C (p-PKC) and cAMP response element binding (CREB) protein in trigeminal ganglia and evoked Fos expression in trigeminal nucleus caudalis (TNC); (2) the neuropeptide, nociceptin/orphanin (N/OFQ) has biphasic effect on CSD generation, characterized by an initial attenuation followed by delayed potentiation; (3) chronic activation of trigeminal nociceptive system enhances the expression of TRPV1 ion channel in trigeminal ganglia along with the increase excitability of cerebral cortex and enhancement of trigeminal nociception; (4) depletion of 5-HT substantially affects the trigeminal system. Such changes include the enhancement of the trigeminal nociception, increasing excitability of cerebral cortex and increasing in nitric oxide synthase and substance P expression; (5) chronic medication exposure can enhance the cortical excitability and increase the expression of 5-HT2A serotonin receptor; (6) CSD can alter the synaptic transmission in hippocampus by modulating the function of post-synaptic AMPA receptor; and (6) CSD also increases the expression of profiling-1 and myelin protein zero as well as several chemokines, namely interleukin 1family, member 6, interleukin 3, and chemokine ligand 9 in trigeminal ganglia. This study demonstrates that trigeminal system is highly plastic and can adapt in response to both external conditions (i.e. prolonged stimulation, drug exposure, etc.) and changes in internal control system (i.e. derangement in central 5-HT dependent pain control system). The adaptation of this system covers a wide range of cellular changes, ranging from changes in degree of protein phosphorylation, increase in protein expression, change in synaptic function, etc. These changes occur in several levels of neuraxis including cerebral cortex, trigeminal brainstem complex and trigeminal ganglia. These alterations may explain the transformation of headache seen in certain groups of patients such as chronic migraine, medication-overuse headache, etc. The better understanding about pathogenesis of migraine and other forms of functional headache will provide an insight into the development of novel therapeutic approach for these important clinical problems.